اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب کے آکسیکرن سلوک
چونکہ ایرو انجن اعلی درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں، اس لیے اعلی درجہ حرارت والے ٹائٹینیم مرکب اجزاء آکسیڈیشن سنکنرن کا مقابلہ کریں گے۔ ٹائٹینیم مرکب کی اعلی درجہ حرارت میکانی خصوصیات بھی آکسیکرن سنکنرن کے خلاف مزاحمت کرنے کی صلاحیت کے ذریعہ محدود ہیں۔ ٹائٹینیم مرکبات کی آکسیکرن سطح پر ایک آکسائیڈ فلم بنائے گی، جو دھات کے اندرونی حصے کو بیرونی ماحول سے الگ کر دیتی ہے۔ خصوصیات نسبتاً مستحکم ہیں اور مزید آکسائڈائز نہیں ہوں گی۔ تاہم، جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، سطحی آکسائیڈ فلم چکرا کر چھلکا دیتی ہے۔ جب ٹائٹینیم مرکبات کو اعلی درجہ حرارت پر استعمال کیا جاتا ہے، تو ان کی اعلی درجہ حرارت کی مکینیکل خصوصیات آکسیکرن اور سنکنرن کے اثرات کی وجہ سے کم ہو جائیں گی۔
500 ڈگری اور 750 ڈگری کے درمیان درجہ حرارت کا استعمال کرتے ہوئے اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب کے آکسیکرن سلوک کا مطالعہ کیا گیا ہے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ درجہ حرارت کا اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکبات کی آکسیکرن کی شرح پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔ آکسیکرن کے ابتدائی مراحل میں، آکسیڈیشن کا وزن خطی طور پر تبدیل ہوتا ہے، اور جیسے جیسے آکسائیڈ کی تہہ بڑھتی ہے، کیمیائی رد عمل کی شرح کم ہوتی ہے، وزن پیرابولک شکل میں بڑھتا ہے، اور آکسائیڈ فلم TiO2 کے علاوہ Al2O3 پر مشتمل ہوتی ہے۔ Zeng Shangwu et al. TC4 ٹائٹینیم مرکب کے اعلی درجہ حرارت آکسیکرن رویے کا مطالعہ کیا. مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ TC4 650 ڈگری پر آکسائڈ فلم میں سائیکلک آکسائڈریشن کے دوران برقرار رہ سکتا ہے، لیکن زیادہ درجہ حرارت پر ٹوٹ سکتا ہے اور چھیل سکتا ہے.
فی الحال اعلی درجہ حرارت والے ٹائٹینیم مرکب کی آکسیکرن مزاحمت کو بہتر بنانے کے بہت سے طریقے ہیں، جیسے کہ مختلف قسم کے نئے ٹائٹینیم مرکب بنانے کے لیے خالص ٹائٹینیم میں دیگر مرکب عناصر کو شامل کرنا۔ اگر ایلومینیم کو شامل کیا جاتا ہے تو، ٹائٹینیم مرکب کو آکسیڈیٹیو سنکنرن سے بچانے کے لیے ایک گھنے آکسائیڈ فلم بنتی ہے، اس طرح ٹائٹینیم مرکب کی اعلی درجہ حرارت آکسیکرن مزاحمت کو بہتر بناتا ہے۔ اس کے علاوہ، سلکان اور کرومیم بھی آکسائیڈ فلمیں بنا سکتے ہیں۔ تاہم، ضرورت سے زیادہ ملاوٹ مواد کی جسمانی خصوصیات کو بھی متاثر کرے گی۔ اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب کی آکسیکرن مزاحمت کو بہتر بنانے کے دوران، اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب دھاتوں کی دیگر اعلی درجہ حرارت مکینیکل خصوصیات بھی متاثر ہوسکتی ہیں، جس سے وہ ایرو اسپیس انجنوں میں اچھی طرح سے استعمال نہیں ہوسکتے ہیں۔ لہٰذا، ملاوٹ کرنے والے عناصر کو معقول طور پر کیسے شامل کیا جائے اس کے لیے ابھی بھی مسلسل تحقیق کی ضرورت ہے۔
دوسرا طریقہ ٹائٹینیم مرکب کی سطح کو ایسے مواد سے بھرنا ہے جو اعلی درجہ حرارت کے آکسیکرن کے خلاف مزاحمت کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، TC4 اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب کی سطح کو ایلومینائز کرنا اس کے اعلی درجہ حرارت کی آکسیکرن مزاحمت کو بہت بہتر بنا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ پری آکسیڈیشن جیسے طریقے بھی ہیں۔ اینٹی آکسیڈینٹ کی صلاحیت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ تاہم، فی الحال ہر طریقہ کار کی کچھ حدود ہیں، اور اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب دھاتوں کی اعلی درجہ حرارت میکانی خصوصیات کو یقینی بنانے کے لیے مختلف قسم کے اینٹی آکسیڈیشن اقدامات کو جامع طور پر استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔
اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب کی تھکاوٹ خصوصیات
ایرو انجنوں میں، ڈھانچے یا پرزے بنیادی طور پر باری باری بوجھ کے تابع ہوتے ہیں، اور تھکاوٹ کی ناکامی بنیادی ناکامی کا موڈ ہے۔ ژانگ یاجوان وغیرہ۔ Ti-6Al-4V ٹائٹینیم الائے کی تھکاوٹ کے شگاف کی ترقی کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لیے تجربات کیے گئے۔ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ جیسے جیسے تناؤ کا تناسب بڑھتا ہے، تھکاوٹ کے دراڑ کی نشوونما کی حد کم ہوتی جائے گی، اور جب تناؤ کی شدت کا عنصر مستقل ہوتا ہے، تو شگاف کی ترقی کی شرح تناؤ کے تناسب سے متعلق ہوتی ہے۔ ایک مثبت تعلق میں تھکاوٹ SN وکر تقریبا 107 بار ایک موڑ نقطہ نظر آتا ہے۔ سطح یا زیریں سطح پر دراڑیں شروع ہوتی ہیں۔ ایک ہی وقت میں، اعلی درجہ حرارت درار کی توسیع کو فروغ دے گا۔
ٹائٹینیم مرکبات کی تھکاوٹ کی ناکامی وقتا فوقتا ہوتی ہے، اور ان کی تھکاوٹ کی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے تھکاوٹ کے خلاف کچھ اقدامات کرنے کی ضرورت ہے۔ شاٹ پیننگ ٹیکنالوجی فی الحال حصوں کی تھکاوٹ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ایک وسیع پیمانے پر استعمال شدہ طریقہ ہے۔ اس طریقہ کار کا اصول بنیادی طور پر بیرونی بوجھ کے اثر کو جزوی طور پر آفسیٹ کرنے کے لیے نمونے کی سطح پر بقایا کمپریسیو دباؤ بنانا ہے، اس طرح حصے کی تھکاوٹ کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ شاٹ پیننگ کے ذریعے علاج کیے جانے والے مواد کی تھکاوٹ کی حد میں 34 فیصد سے زیادہ اضافہ کیا جا سکتا ہے، اور شاٹ پیننگ تھکاوٹ کی کارکردگی کو بہتر بنانے پر بہت اہم اثر ڈالتی ہے۔ شاٹ پیننگ کے علاوہ، اخراج کو مضبوط بنانا اور آئن امپلانٹیشن بھی ٹائٹینیم الائیز کی تھکاوٹ کی خصوصیات کو بہتر بنانے کے طریقے ہیں۔
اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب کی خصوصیات
چونکہ ایرو انجن میں اجزاء زیادہ درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں، اس لیے کریپ کا ایرو انجن کی سروس لائف اور حفاظتی کارکردگی پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔ کریپ عام طور پر اعلی درجہ حرارت اور مسلسل بوجھ کے تحت مواد کی سست، ناقابل بازیافت اخترتی سے مراد ہے۔
تحقیقی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ایک خاص درجہ حرارت اور تناؤ کی حد کے اندر TA15 مرکب کے کریپ ڈیفارمیشن کے عمل میں ڈس لوکیشن سلپ اور چڑھائی اہم کردار ادا کرتی ہے، اور ڈس لوکیشن چڑھائی 550 ڈگری سے اوپر ایک اہم کردار ادا کرتی ہے۔ تناؤ، وقت، درجہ حرارت، مرکب عناصر، مائیکرو سٹرکچر، وغیرہ سبھی اعلی درجہ حرارت ٹائٹینیم مرکب کے رینگنے والے رویے میں ایک خاص کردار ادا کرتے ہیں۔ تحقیقی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ جیسے جیسے ٹیسٹ کا تناؤ بڑھتا جائے گا، کریپ کے عمل کو مستحکم حالت تک پہنچنے کے لیے درکار وقت کم ہوتا جائے گا، اور رینگنے کی رفتار مستحکم حالت میں تیز تر ہوتی جائے گی۔ کریپ پر تحقیق کریپ تھکاوٹ کے تعامل کے ساتھ مل کر کی جانی چاہئے، کیونکہ انجنوں میں اجزاء کی ناکامی اکثر دونوں کے مشترکہ عمل کے تحت ہوتی ہے۔
